JP2016038433A - Liquid crystal display device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To achieve a configuration to prevent the occurrence of a domain in a liquid crystal display device of an IPS system having a pixel electrode formed of one interdigital electrode.SOLUTION: An interlayer insulating film is formed on a common electrode formed in a planar shape; a pixel electrode 112 is formed on the interlayer insulating film; the interval between a TFT substrate and an opposing substrate is regulated by a columnar spacer 30. The pixel electrode 112 includes one interdigital electrode and a contact part, and the tip of the interdigital electrode is overlapped with the columnar spacer in a plan view. Since the columnar spacer 30 is present in an area where an electric field rotating liquid crystal molecules in a reverse direction is generated when a voltage is applied to the pixel electrode 112, reverse rotation of the liquid crystal molecules does not occur and the occurrence of a domain can be prevented.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は表示装置に係り、特に高精細画面を有する横電界駆動方式の液晶表示装置に関する。   The present invention relates to a display device, and more particularly to a horizontal electric field drive type liquid crystal display device having a high-definition screen.

液晶表示装置では画素電極および薄膜トランジスタ(TFT)等を有する画素がマトリクス状に形成されたTFT基板と、TFT基板に対向して対向基板が配置され、TFT基板と対向基板の間に液晶が挟持されている。そして液晶分子による光の透過率を画素毎に制御することによって画像を形成している。液晶表示装置はフラットで軽量であることから、色々な分野で用途が広がっている。携帯電話やDSC(Digital Still Camera)等には、小型の液晶表示装置が広く使用されている。   In a liquid crystal display device, a TFT substrate in which pixels having pixel electrodes and thin film transistors (TFTs) are formed in a matrix and a counter substrate are arranged opposite the TFT substrate, and liquid crystal is sandwiched between the TFT substrate and the counter substrate. ing. An image is formed by controlling the light transmittance of the liquid crystal molecules for each pixel. Since liquid crystal display devices are flat and lightweight, they are used in various fields. Small liquid crystal display devices are widely used for mobile phones, DSCs (Digital Still Cameras), and the like.

液晶表示装置では、TFT基板と対向基板との間隔を規定する必要があるが、この間隔は、対向基板、あるいはTFT基板に柱状スペーサを形成することによって規定する方法が間隔の精度を高く保つことができる。特許文献1には、対向基板の側に柱状スペーサを形成し、この柱状スペーサをTFT基板側のTFTが形成された部分、すなわち、画素の端部に当接させてTFT基板と対向基板の間隔を保つ構成が記載されている。   In a liquid crystal display device, it is necessary to define the distance between the TFT substrate and the counter substrate, but this distance is defined by forming a columnar spacer on the counter substrate or the TFT substrate to maintain high accuracy of the distance. Can do. In Patent Document 1, a columnar spacer is formed on the counter substrate side, and this columnar spacer is brought into contact with a portion where the TFT on the TFT substrate side is formed, that is, an end portion of the pixel. A configuration for maintaining the above is described.

特開2012−108541号公報JP 2012-108541 A

液晶表示装置では視野角特性が問題である。視野角特性は、画面を正面から見た場合と、斜め方向から見た場合に、輝度が変化したり、色度が変化したりする現象である。視野角特性は、液晶分子を水平方向の電界によって動作させるIPS(In Plane Switching)方式が優れた特性を有している。   A viewing angle characteristic is a problem in a liquid crystal display device. The viewing angle characteristic is a phenomenon in which luminance changes or chromaticity changes when the screen is viewed from the front and when viewed from an oblique direction. The viewing angle characteristic is excellent in an IPS (In Plane Switching) system in which liquid crystal molecules are operated by a horizontal electric field.

IPS方式も種々存在するが、例えば、コモン電極を平面ベタで形成し、その上に、絶縁膜を挟んで櫛歯状の画素電極を配置し、画素電極とコモン電極の間に発生する電界によって液晶分子を回転させる方式が、比較的、透過率を大きくすることが出来るので、現在主流となっている。一方、画面が高精細になってくると画素の面積も小さくなるので、画素電極を構成する櫛歯電極が1本しか存在できなくなる。   There are various types of IPS systems. For example, a common electrode is formed with a flat solid surface, and a comb-like pixel electrode is disposed on the common electrode, and an electric field generated between the pixel electrode and the common electrode is used. The method of rotating liquid crystal molecules is currently mainstream because the transmittance can be relatively increased. On the other hand, when the screen becomes high definition, the area of the pixel also decreases, so that only one comb-shaped electrode constituting the pixel electrode can exist.

IPS方式において、画素内に液晶分子の回転の方向が異なる領域が存在すると、液晶が順方向に回転する領域と逆方向に回転する領域の境界に、いわゆるドメインが発生する。ドメインにおいては、黒表示の時は光漏れや光の散乱が生じ、白表示の時には光が透過しない領域となる。このドメインは、一般には、スジ状に透過率が低い部分、あるいは、透過率が高い部分が発生するものであり、画面の輝度やコントラストに悪影響を与える。   In the IPS system, when there are regions in the pixel in which the liquid crystal molecules rotate in different directions, a so-called domain is generated at the boundary between the region in which the liquid crystal rotates in the forward direction and the region in which the liquid crystal rotates in the reverse direction. In the domain, light leakage or light scattering occurs during black display, and light does not transmit during white display. This domain generally has a streak-like portion having a low transmittance or a portion having a high transmittance, and adversely affects the brightness and contrast of the screen.

本発明の課題は、IPS方式の液晶表示装置において、画素電極の櫛歯電極が1本になった場合において、ドメインの発生を抑制することである。   An object of the present invention is to suppress the occurrence of a domain when the number of comb-teeth electrodes of a pixel electrode is one in an IPS liquid crystal display device.

本発明は上記課題を克服するものであり、主な具体的な手段は次のとおりである。   The present invention overcomes the above-mentioned problems, and main specific means are as follows.

(1)画素電極とTFTを有する画素がマトリクス状に形成され、対向基板との間に液晶が挟持された液晶表示装置であって、前記画素において、平面状に形成されたコモン電極の上に層間絶縁膜が形成され、その上に画素電極が形成され、前記TFT基板と前記対向基板の間隔は、柱状スペーサによって規定され、前記画素電極は、1本の櫛歯状電極とコンタクト部を有し、前記櫛歯状電極の先端は、平面で見て、前記柱状スペーサと重畳していることを特徴とする液晶表示装置。   (1) A liquid crystal display device in which pixels having pixel electrodes and TFTs are formed in a matrix and a liquid crystal is sandwiched between a counter substrate, and the pixel includes a planar electrode on a common electrode An interlayer insulating film is formed, and a pixel electrode is formed thereon. A distance between the TFT substrate and the counter substrate is defined by a columnar spacer, and the pixel electrode has one comb-like electrode and a contact portion. The tip of the comb-like electrode overlaps with the columnar spacer when seen in a plan view.

(2)前記画素電極の前記櫛歯状電極の先端は屈曲し、幅が端部に向かって除々に狭くなっていることを特徴とする(1)に記載の液晶表示装置。   (2) The liquid crystal display device according to (1), wherein the tip of the comb-like electrode of the pixel electrode is bent and the width is gradually narrowed toward the end.

(3)画素電極とTFTを有する画素がマトリクス状に形成され、対向基板との間に液晶が挟持された液晶表示装置であって、前記画素において、平面状に形成されたコモン電極の上に層間絶縁膜が形成され、その上に画素電極が形成され、前記TFT基板と前記対向基板の間隔は、柱状スペーサによって規定され、前記画素電極は、1本の櫛歯状電極とコンタクト部を有し、前記櫛歯状電極の前記コンタクト部は、平面で見て、前記柱状スペーサと重畳していることを特徴とする液晶表示装置。   (3) A liquid crystal display device in which pixels having pixel electrodes and TFTs are formed in a matrix and a liquid crystal is sandwiched between a counter substrate and the pixel has a flat electrode on a common electrode An interlayer insulating film is formed, and a pixel electrode is formed thereon. A distance between the TFT substrate and the counter substrate is defined by a columnar spacer, and the pixel electrode has one comb-like electrode and a contact portion. The liquid crystal display device is characterized in that the contact portion of the comb-like electrode overlaps with the columnar spacer in a plan view.

(4)前記コンタクト部に対する前記櫛歯状電極のつけ根は、平面で見て前記柱状スペーサと重畳していることを特徴とする(3)に記載の液晶表示装置。   (4) The liquid crystal display device according to (3), wherein a base of the comb-like electrode with respect to the contact portion overlaps with the columnar spacer as viewed in a plan view.

(5)前記コンタクト部はコーナー部を有し、前記コーナー部は、
平面で見て前記柱状スペーサと重畳していることを特徴とする(3)に記載の液晶表示装置。
(5) The contact portion has a corner portion, and the corner portion is
The liquid crystal display device according to (3), wherein the liquid crystal display device overlaps with the columnar spacer as viewed in a plane.

(6)画素電極とTFTを有する画素がマトリクス状に形成され、対向基板との間に液晶が挟持された液晶表示装置であって、前記画素において、平面状に形成された画素電極の上に層間絶縁膜が形成され、その上にスリットを有するコモン電極が形成され、前記TFT基板と前記対向基板の間隔は、柱状スペーサによって規定され、前記コモン電極の前記スリットの先端は、平面で見て、前記柱状スペーサと重畳していることを特徴とする液晶表示装置。   (6) A liquid crystal display device in which pixels having pixel electrodes and TFTs are formed in a matrix and a liquid crystal is sandwiched between a counter substrate, wherein the pixels are formed on the pixel electrodes formed in a planar shape. An interlayer insulating film is formed, and a common electrode having a slit is formed thereon, a distance between the TFT substrate and the counter substrate is defined by a columnar spacer, and a tip of the slit of the common electrode is seen in a plan view A liquid crystal display device which overlaps with the columnar spacer.

(7)前記コモン電極の前記スリットの先端は屈曲しており、端部に向かって除々に幅が狭くなる構成であることを特徴とする(6)に記載の液晶表示装置。   (7) The liquid crystal display device according to (6), wherein a tip of the slit of the common electrode is bent, and the width gradually decreases toward the end.

本発明が適用される液晶表示装置の断面図である。It is sectional drawing of the liquid crystal display device with which this invention is applied. 実施例1による画素の透視平面図である。3 is a perspective plan view of a pixel according to Embodiment 1. FIG. 画素電極の形状を示す平面図である。It is a top view which shows the shape of a pixel electrode. 従来の画素電極における液晶分子の回転方向を示す平面図である。It is a top view which shows the rotation direction of the liquid crystal molecule in the conventional pixel electrode. 液晶分子の逆回転を防止した画素電極の動作を示す平面図である。It is a top view which shows operation | movement of the pixel electrode which prevented the reverse rotation of the liquid crystal molecule. 現実の画素電極における液晶分子の回転方向を示す平面図である。It is a top view which shows the rotation direction of the liquid crystal molecule in an actual pixel electrode. 本発明による画素電極の先端付近における液晶分子の回転を示す平面図である。It is a top view which shows rotation of the liquid crystal molecule in the vicinity of the front-end | tip of the pixel electrode by this invention. 実施例2による画素の透視平面図である。6 is a perspective plan view of a pixel according to Embodiment 2. FIG. 図8における画素電極と柱状スペーサの位置の関係を示す平面図である。It is a top view which shows the relationship between the position of the pixel electrode in FIG. 8, and a columnar spacer. 実施例2の他の態様における画素電極と柱状スペーサの位置の関係を示す平面図である。FIG. 10 is a plan view showing the relationship between the positions of pixel electrodes and columnar spacers in another aspect of Example 2;

本発明による具体的な画素構造を説明する前に、本発明が適用される液晶表示装置の構造を説明する。図1は、本発明が適用される液晶表示装置の断面図である。図1におけるTFTは、いわゆるトップゲートタイプのTFTであり、使用される半導体としては、LTPS(Low Temperature Poli−Si)が使用されている。一方、a−Si半導体を使用した場合は、いわゆるボトムゲート方式のTFTが多く用いられる。以後の説明では、トップゲート方式のTFTを用いた場合を例にして説明するが、ボトムゲート方式のTFTを用いた場合についても、本発明を適用することが出来る。   Before describing a specific pixel structure according to the present invention, a structure of a liquid crystal display device to which the present invention is applied will be described. FIG. 1 is a cross-sectional view of a liquid crystal display device to which the present invention is applied. The TFT in FIG. 1 is a so-called top gate type TFT, and LTPS (Low Temperature Poly-Si) is used as a semiconductor to be used. On the other hand, when an a-Si semiconductor is used, a so-called bottom gate type TFT is often used. In the following description, a case where a top gate type TFT is used will be described as an example. However, the present invention can also be applied to a case where a bottom gate type TFT is used.

図1において、ガラス基板100の上にSiNからなる第1下地膜101およびSiOからなる第2下地膜102がCVD(Chemical Vapor Deposition)によって形成される。第1下地膜101および第2下地膜102の役割はガラス基板100からの不純物が半導体層103を汚染することを防止することである。 In FIG. 1, a first base film 101 made of SiN and a second base film 102 made of SiO 2 are formed on a glass substrate 100 by CVD (Chemical Vapor Deposition). The role of the first base film 101 and the second base film 102 is to prevent impurities from the glass substrate 100 from contaminating the semiconductor layer 103.

第2下地膜102の上には半導体層103が形成される。この半導体層103は第2下地膜102に上にCVDによってa−Si膜を形成し、これをレーザアニールすることによってpoly−Si膜に変換したものである。このpoly−Si膜をフォトリソグラフィによってパターニングする。   A semiconductor layer 103 is formed on the second base film 102. The semiconductor layer 103 is obtained by forming an a-Si film on the second base film 102 by CVD, and converting it into a poly-Si film by laser annealing. The poly-Si film is patterned by photolithography.

半導体層103の上にはゲート絶縁膜104が形成される。このゲート絶縁膜104はTEOS(テトラエトキシシラン)によるSiO膜である。この膜もCVDによって形成される。その上にゲート電極105が形成される。ゲート電極105は図2に示す走査線10が兼ねている。ゲート電極105は例えば、MoW膜によって形成される。ゲート電極105あるいは走査線10の抵抗を小さくする必要があるときはAl合金が使用される。 A gate insulating film 104 is formed on the semiconductor layer 103. This gate insulating film 104 is a SiO 2 film made of TEOS (tetraethoxysilane). This film is also formed by CVD. A gate electrode 105 is formed thereon. The gate electrode 105 also serves as the scanning line 10 shown in FIG. For example, the gate electrode 105 is formed of a MoW film. When it is necessary to reduce the resistance of the gate electrode 105 or the scanning line 10, an Al alloy is used.

ゲート電極105はフォトリソグラフィによってパターニングされるが、このパターニングの際に、イオンインプランテーションによって、リンあるいはボロン等の不純物をpoly−Si層にドープしてpoly−Si層にソースSあるいはドレインDを形成する。また、ゲート電極105のパターニングの際のフォトレジストを利用して、poly−Si層のチャネル層と、ソースSあるいはドレインDとの間にLDD(Lightly Doped Drain)層を形成する。   The gate electrode 105 is patterned by photolithography. During this patterning, impurities such as phosphorus or boron are doped into the poly-Si layer by ion implantation to form the source S or drain D in the poly-Si layer. To do. Further, an LDD (Lightly Doped Drain) layer is formed between the channel layer of the poly-Si layer and the source S or the drain D using a photoresist when patterning the gate electrode 105.

その後、ゲート電極105を覆って第1層間絶縁膜106をSiOによって形成する。第1層間絶縁膜106はゲート配線105とコンタクト電極107を絶縁するためである。第1層間絶縁膜106およびゲート絶縁膜104には、半導体層103のソース部Sをコンタクト電極107と接続するためのスルーホール120が形成される。第1層間絶縁膜106とゲート絶縁膜104にスルーホール120を形成するためのフォトリソグラフィは同時に行われる。 Thereafter, a first interlayer insulating film 106 is formed of SiO 2 so as to cover the gate electrode 105. The first interlayer insulating film 106 is for insulating the gate wiring 105 and the contact electrode 107. A through hole 120 for connecting the source portion S of the semiconductor layer 103 to the contact electrode 107 is formed in the first interlayer insulating film 106 and the gate insulating film 104. Photolithography for forming the through hole 120 in the first interlayer insulating film 106 and the gate insulating film 104 is performed simultaneously.

第1層間絶縁膜106の上にコンタクト電極107が形成される。コンタクト電極107は、スルーホール130を介して画素電極112と接続する。TFTのドレインDは、図示しない部分において図2に示す映像信号線20とスルーホール140を介して接続している。   A contact electrode 107 is formed on the first interlayer insulating film 106. The contact electrode 107 is connected to the pixel electrode 112 through the through hole 130. The drain D of the TFT is connected to the video signal line 20 shown in FIG.

コンタクト電極107および映像信号線は、同層で、同時に形成される。コンタクト電極107および映像信号線(以後コンタクト電極107で代表させる)は、抵抗を小さくするために、例えば、AlSi合金が使用される。AlSi合金はヒロックを発生したり、Alが他の層に拡散したりするので、例えば、図示しないMoWによるバリア層、およびキャップ層によってAlSiをサンドイッチする構造がとられている。   The contact electrode 107 and the video signal line are formed in the same layer at the same time. For the contact electrode 107 and the video signal line (hereinafter represented by the contact electrode 107), for example, an AlSi alloy is used to reduce the resistance. Since the AlSi alloy generates hillocks or Al diffuses to other layers, for example, a structure is adopted in which AlSi is sandwiched between a barrier layer made of MoW (not shown) and a cap layer.

コンタクト電極107を覆って無機パッシベーション膜(絶縁膜)108を形成し、TFT全体を保護する。無機パッシベーション膜108は第1下地膜101と同様にCVDによって形成される。無機パッシベーション膜108を覆って有機パッシベーション膜109が形成される。有機パッシベーション膜109は感光性のアクリル樹脂で形成される。有機パッシベーション膜109は、アクリル樹脂の他、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂等でも形成することが出来る。有機パッシベーション膜109は平坦化膜としての役割を持っているので、厚く形成される。有機パッシベーション膜109の膜厚は1〜4μmであるが、多くの場合は2μm程度である。   An inorganic passivation film (insulating film) 108 is formed covering the contact electrode 107 to protect the entire TFT. The inorganic passivation film 108 is formed by CVD in the same manner as the first base film 101. An organic passivation film 109 is formed so as to cover the inorganic passivation film 108. The organic passivation film 109 is made of a photosensitive acrylic resin. The organic passivation film 109 can be formed of silicone resin, epoxy resin, polyimide resin, or the like in addition to acrylic resin. Since the organic passivation film 109 has a role as a planarizing film, it is formed thick. The thickness of the organic passivation film 109 is 1 to 4 μm, but in many cases is about 2 μm.

画素電極110とコンタクト電極107との導通を取るために、無機パッシベーション膜108および有機パッシベーション膜109にスルーホール130が形成される。有機パッシベーション膜109は感光性の樹脂を使用している。感光性の樹脂を塗付後、この樹脂を露光すると、光が当たった部分のみが特定の現像液に溶解する。すなわち、感光性樹脂を用いることによって、フォトレジストの形成を省略することが出来る。有機パッシベーション膜109にスルーホール130を形成したあと、230℃程度で有機パッシベーション膜を焼成することによって有機パッシベーション膜109が完成する。   In order to establish conduction between the pixel electrode 110 and the contact electrode 107, a through hole 130 is formed in the inorganic passivation film 108 and the organic passivation film 109. The organic passivation film 109 uses a photosensitive resin. When this resin is exposed after application of a photosensitive resin, only the portion exposed to light is dissolved in a specific developer. That is, the formation of a photoresist can be omitted by using a photosensitive resin. After the through-hole 130 is formed in the organic passivation film 109, the organic passivation film 109 is completed by baking the organic passivation film at about 230 ° C.

その後コモン電極110となるITO(Indium Tin Oxide)をスパッタリングによって形成し、スルーホール130およびその周辺からITOを除去するようにパターニングする。コモン電極110は各画素共通に平面状に形成することが出来る。その後、第2層間絶縁膜111となるSiNをCVDによって全面に形成する。その後、スルーホール130内において、コンタクト電極107と画素電極112の導通をとるためのスルーホールを第2層間絶縁膜111および無機パッシベーション膜108に形成する。その後、ITOをスパッタリングによって形成し、パターニングして画素電極112を形成する。図2以後に本発明における画素電極112の平面形状を示す。   Thereafter, ITO (Indium Tin Oxide) to be the common electrode 110 is formed by sputtering and patterned so as to remove the ITO from the through hole 130 and its periphery. The common electrode 110 can be formed in a planar shape common to each pixel. Thereafter, SiN to be the second interlayer insulating film 111 is formed on the entire surface by CVD. Thereafter, a through hole is formed in the second interlayer insulating film 111 and the inorganic passivation film 108 in order to make the contact electrode 107 and the pixel electrode 112 conductive in the through hole 130. Thereafter, ITO is formed by sputtering and patterned to form the pixel electrode 112. FIG. 2 and subsequent figures show the planar shape of the pixel electrode 112 in the present invention.

第2層間絶縁膜111の上に柱状スペーサ30を形成する。なお、柱状スペーサ30は画素電極112の一部を覆っている。柱状スペーサ30は、有機パッシベーション膜109と同じ材料によって形成することができる。有機材料をTFT基板100と対向電極200の間隔に対応する厚さに形成し、乾燥した後、フォトリソグラフィによって、不要な部分を除去し、焼成して柱状スペーサ30を形成する。図1において、柱状スペーサ30は、画素電極112の一部と重畳している。柱状スペーサ30を画素電極112と重畳させることによって、この部分における液晶分子301の逆回転を防止し、ドメインの発生を防止している。   Columnar spacers 30 are formed on the second interlayer insulating film 111. Note that the columnar spacer 30 covers a part of the pixel electrode 112. The columnar spacer 30 can be formed of the same material as the organic passivation film 109. An organic material is formed to a thickness corresponding to the distance between the TFT substrate 100 and the counter electrode 200 and dried, and then unnecessary portions are removed by photolithography and baked to form the columnar spacers 30. In FIG. 1, the columnar spacer 30 overlaps with a part of the pixel electrode 112. By overlapping the columnar spacer 30 with the pixel electrode 112, the reverse rotation of the liquid crystal molecules 301 in this portion is prevented, and the occurrence of domains is prevented.

図1では、柱状スペーサ30は、TFT基板100側に形成しているが、対向基板200側に形成してもよい。しかし、画素電極112の特定部分とのみ柱状スペーサ30を重畳させるので、柱状スペーサ30の位置精度が重要になる。TFT基板100側に柱状スペーサ30を形成すれば、画素電極112との位置は、マスク合わせの精度で決めることができる。これに対して、柱状スペーサ30を対向基板200側に形成すると、柱状スペーサ30と画素電極112の位置は、TFT基板100と対向基板200の合わせ精度によることになるので、TFT基板100側に柱状スペーサ30を形成したほうが、高い精度で柱状スペーサ30と画素電極112を合わせることができる。   In FIG. 1, the columnar spacer 30 is formed on the TFT substrate 100 side, but may be formed on the counter substrate 200 side. However, since the columnar spacer 30 is superimposed only on a specific portion of the pixel electrode 112, the positional accuracy of the columnar spacer 30 is important. If the columnar spacer 30 is formed on the TFT substrate 100 side, the position with the pixel electrode 112 can be determined by the accuracy of mask alignment. On the other hand, when the columnar spacer 30 is formed on the counter substrate 200 side, the positions of the columnar spacer 30 and the pixel electrode 112 depend on the alignment accuracy of the TFT substrate 100 and the counter substrate 200. If the spacer 30 is formed, the columnar spacer 30 and the pixel electrode 112 can be aligned with higher accuracy.

画素電極112、層間絶縁膜111および柱状スペーサ30の上に配向膜材料をフレキソ印刷あるいはインクジェット等によって塗布し、焼成して配向膜113を形成する。配向膜112は、層間絶縁膜111、画素電極112、柱状スペーサ30を覆って形成するが、柱状スペーサ30は高さがあるので、レベリングによって、柱状スペーサ30の上の配向膜113は非常に薄くなっている。配向膜113の配向処理にはラビング法のほか偏光紫外線による光配向が用いられる。   An alignment film material is applied onto the pixel electrodes 112, the interlayer insulating film 111, and the columnar spacers 30 by flexographic printing, ink jet, or the like, and baked to form the alignment film 113. The alignment film 112 is formed to cover the interlayer insulating film 111, the pixel electrode 112, and the columnar spacer 30. However, since the columnar spacer 30 has a height, the alignment film 113 on the columnar spacer 30 is very thin due to leveling. It has become. For the alignment treatment of the alignment film 113, photo-alignment using polarized ultraviolet rays is used in addition to the rubbing method.

画素電極112とコモン電極110の間に電圧が印加されると図1に示すような電気力線が発生する。この電界によって液晶分子301を回転させ、液晶層300を通過する光の量を画素毎に制御することによって画像を形成する。   When a voltage is applied between the pixel electrode 112 and the common electrode 110, electric lines of force as shown in FIG. 1 are generated. The liquid crystal molecules 301 are rotated by this electric field, and an image is formed by controlling the amount of light passing through the liquid crystal layer 300 for each pixel.

図1において、液晶層300を挟んで対向基板200が配置されている。対向基板200の内側には、カラーフィルタ201が形成されている。カラーフィルタ201は画素毎に、赤、緑、青のカラーフィルタが形成されており、これによってカラー画像が形成される。カラーフィルタ201とカラーフィルタ201の間にはブラックマトリクス202が形成され、画像のコントラストを向上させている。   In FIG. 1, a counter substrate 200 is disposed with a liquid crystal layer 300 interposed therebetween. A color filter 201 is formed inside the counter substrate 200. The color filter 201 is formed with red, green, and blue color filters for each pixel, thereby forming a color image. A black matrix 202 is formed between the color filters 201 to improve the contrast of the image.

なお、ブラックマトリクス202はTFTの遮光膜としての役割も有し、TFTに光電流が流れることを防止している。また、柱状スペーサ30の付近は、液晶の配向が乱れるので、ブラックマトリクス202は、この部分における光漏れを防止する役割も有している。   Note that the black matrix 202 also has a role as a light shielding film of the TFT, and prevents a photocurrent from flowing through the TFT. Further, since the alignment of the liquid crystal is disturbed in the vicinity of the columnar spacer 30, the black matrix 202 also has a role of preventing light leakage at this portion.

カラーフィルタ201およびブラックマトリクス202を覆ってオーバーコート膜203が形成されている。カラーフィルタ201およびブラックマトリクス202の表面は凹凸となっているために、オーバーコート膜203によって表面を平らにしている。オーバーコート膜203の上には、液晶の初期配向を決めるための配向膜113が形成される。配向膜113の配向処理はTFT基板100側の配向膜113と同様、ラビング法あるいは光配向法が用いられる。なお、対向基板200側に柱状スペーサ30が形成される場合は、オーバーコート膜203の上に形成される。   An overcoat film 203 is formed to cover the color filter 201 and the black matrix 202. Since the surface of the color filter 201 and the black matrix 202 is uneven, the surface is flattened by the overcoat film 203. On the overcoat film 203, an alignment film 113 for determining the initial alignment of the liquid crystal is formed. For the alignment treatment of the alignment film 113, a rubbing method or a photo-alignment method is used in the same manner as the alignment film 113 on the TFT substrate 100 side. When the columnar spacer 30 is formed on the counter substrate 200 side, it is formed on the overcoat film 203.

以上の構成は例であり、例えば、品種によってTFT基板100における無機パッシベーション膜108が形成されていない場合もある。また、スルーホール130の形成プロセスも品種によって異なる場合がある。以下に実施例を用いて本発明を詳細に説明する。   The above configuration is an example. For example, the inorganic passivation film 108 on the TFT substrate 100 may not be formed depending on the type. In addition, the formation process of the through hole 130 may differ depending on the type. Hereinafter, the present invention will be described in detail using examples.

図2は本発明の実施例1を示す画素部の透視平面図である。走査線10と映像信号線20とで囲まれた領域に画素電極112が形成されている。画素電極112は1本の櫛歯状の電極である。画素の幅が小さくなると画素内に複数の櫛歯状電極を配置することが出来ない。   FIG. 2 is a perspective plan view of the pixel portion showing Embodiment 1 of the present invention. A pixel electrode 112 is formed in a region surrounded by the scanning line 10 and the video signal line 20. The pixel electrode 112 is a single comb-like electrode. When the pixel width is reduced, a plurality of comb-like electrodes cannot be arranged in the pixel.

図2において、映像信号線20と画素電極112の間に半導体層103が形成されている。半導体層103は映像信号線20とスルーホール140を介して接続し、また、コンタクト電極107とスルーホール120を介して接続している。半導体層103はスルーホール120とスルーホール140の間をコの字状に延在し、走査線10の下を2回通過する。図2では走査線10がゲート電極105の役割をしているので、TFTはダブルゲートとなっている。各電極あるいは配線の断面方向の位置は図1で説明したとおりである。   In FIG. 2, a semiconductor layer 103 is formed between the video signal line 20 and the pixel electrode 112. The semiconductor layer 103 is connected to the video signal line 20 via the through hole 140 and is connected to the contact electrode 107 via the through hole 120. The semiconductor layer 103 extends in a U shape between the through hole 120 and the through hole 140 and passes under the scanning line 10 twice. In FIG. 2, since the scanning line 10 serves as the gate electrode 105, the TFT is a double gate. The position of each electrode or wiring in the cross-sectional direction is as described in FIG.

画素電極112の長軸は走査線10と直角方向、すなわち、映像信号線20の延在方向である。配向膜113の配向方向ALは図2に示すように、映像信号線20の延在方向とは所定の角度傾いている。この角度は5度乃至20度である。電界による液晶分子301の回転方向を規定するためである。画素電極112の先端では液晶分子301の回転方向が不安定になり、ドメインが発生するので、これを防止するために画素電極112の先端は屈曲し、端部に向かって除々に幅が狭くなっている。   The major axis of the pixel electrode 112 is a direction perpendicular to the scanning line 10, that is, the extending direction of the video signal line 20. As shown in FIG. 2, the alignment direction AL of the alignment film 113 is inclined at a predetermined angle with respect to the extending direction of the video signal line 20. This angle is 5 to 20 degrees. This is for defining the rotation direction of the liquid crystal molecules 301 by the electric field. At the tip of the pixel electrode 112, the rotation direction of the liquid crystal molecules 301 becomes unstable and a domain is generated. To prevent this, the tip of the pixel electrode 112 is bent and gradually becomes narrower toward the end. ing.

画素電極112はスルーホール130を介してコンタクト電極107と接続し、TFTを通して映像信号の供給を受ける。スルーホール130は大きく形成されるので、画素電極112とコンタクト電極107との接続の領域を十分にとるために、画素電極112のコンタクト部1121は幅広く形成する。   The pixel electrode 112 is connected to the contact electrode 107 through the through hole 130 and receives a video signal supplied through the TFT. Since the through hole 130 is formed to be large, the contact portion 1121 of the pixel electrode 112 is formed widely in order to provide a sufficient connection region between the pixel electrode 112 and the contact electrode 107.

図2において、走査線10と映像信号線20の交差部に柱状スペーサ30が形成されている。また、画素電極112の先端は、映像信号線20付近まで延在し、平面で見て、柱状スペーサ30と重畳している。これによって、画素電極112の先端付近の、液晶分子301が逆回転をおこしやすい領域には、液晶が存在しないので、ドメインの発生を抑えることができる。   In FIG. 2, columnar spacers 30 are formed at the intersections of the scanning lines 10 and the video signal lines 20. Further, the tip of the pixel electrode 112 extends to the vicinity of the video signal line 20 and overlaps with the columnar spacer 30 when seen in a plan view. As a result, no liquid crystal exists in a region near the tip of the pixel electrode 112 where the liquid crystal molecules 301 are likely to reversely rotate, so that the generation of domains can be suppressed.

図3は、画素電極112の形状を示す平面図である。図3において、画素電極112は、1本の櫛歯電極とコンタクト部1121とから形成されている。櫛歯電極の幅pwは2乃至4μmである。コンタクト部1121は、スルーホール130に対応するために、幅が広くなっている。コンタクト部はコーナー部に肩部1122を有しており、櫛歯電極がコンタクト部1121と接続する部分は付け根部1123となっている。肩部1122はコーナー部1122と呼んでもよい。画素電極112の先端は、ドメインの発生を防止するために、屈曲し、かつ3角形状に先端が尖っている。以下に、ドメインの発生と画素電極の関係、および本発明の構成を説明する。   FIG. 3 is a plan view showing the shape of the pixel electrode 112. In FIG. 3, the pixel electrode 112 is formed of one comb electrode and a contact portion 1121. The width pw of the comb electrode is 2 to 4 μm. The contact portion 1121 is wide in order to accommodate the through hole 130. The contact portion has a shoulder portion 1122 at the corner portion, and a portion where the comb electrode is connected to the contact portion 1121 is a root portion 1123. Shoulder 1122 may be referred to as corner 1122. The tip of the pixel electrode 112 is bent and has a triangular tip in order to prevent the occurrence of a domain. The relationship between domain generation and pixel electrodes and the configuration of the present invention will be described below.

図4は、画素電極112の先端に屈曲部も、3角形状に先端が尖っている部分も存在せず、単に矩形となっている場合の液晶の配向を示す平面図である。図4において、画素電極112の下には層間絶縁膜を介して平面状にコモン電極が存在している。画素電極112に電圧が印加されると、コモン電極との間に、平面で見て、矢印Eで示すような電界が発生する。一方、液晶分子301は、ALの方向に初期配向されているので、画素電極112に電圧が印加されると、液晶分子301は矢印のように回転する。液晶分子301は正の誘電率異方性を有している場合、液晶分子301の長軸が電界の方向に揃うように再配向する。この液晶分子301の回転の向きがドメインの発生に関係する。なお、液晶分子301が負の誘電率異方性を持つ場合は、液晶分子301の短軸が電界の方向に揃うように再配向する。考え方は同じなので、以後、液晶分子が正の誘電率異方性をもつものとして説明する。   FIG. 4 is a plan view showing the alignment of the liquid crystal when the pixel electrode 112 is simply rectangular without a bent portion or a triangular shape with a sharp tip. In FIG. 4, a common electrode is present below the pixel electrode 112 in a planar shape via an interlayer insulating film. When a voltage is applied to the pixel electrode 112, an electric field as indicated by an arrow E is generated between the common electrode and the common electrode as viewed in a plane. On the other hand, since the liquid crystal molecules 301 are initially oriented in the AL direction, when a voltage is applied to the pixel electrode 112, the liquid crystal molecules 301 rotate as indicated by arrows. When the liquid crystal molecules 301 have positive dielectric anisotropy, the liquid crystal molecules 301 are reoriented so that the major axes of the liquid crystal molecules 301 are aligned with the direction of the electric field. The direction of rotation of the liquid crystal molecules 301 is related to the generation of domains. When the liquid crystal molecules 301 have negative dielectric anisotropy, the liquid crystal molecules 301 are reoriented so that the minor axes of the liquid crystal molecules 301 are aligned with the direction of the electric field. Since the concept is the same, hereinafter, the liquid crystal molecules will be described as having positive dielectric anisotropy.

図4において、画素電極112の長辺に近い液晶分子301は、画素電極112に電圧をかけると矢印のように、時計方向に回転する。画素電極112の右側と左側は、いずれも、液晶分子301は時計方向に回転する。一方、画素電極112の短辺に近い液晶分子は、画素電極112に電圧を印加すると、反時計周りに回転する。そうすると、画素電極112の長辺と短辺の境目の近傍において、液晶分子301の回転方向が相反する領域である、ドメインが発生し、画質を劣化させる。   In FIG. 4, the liquid crystal molecules 301 close to the long side of the pixel electrode 112 rotate clockwise as indicated by an arrow when a voltage is applied to the pixel electrode 112. In both the right and left sides of the pixel electrode 112, the liquid crystal molecules 301 rotate clockwise. On the other hand, the liquid crystal molecules near the short side of the pixel electrode 112 rotate counterclockwise when a voltage is applied to the pixel electrode 112. Then, in the vicinity of the boundary between the long side and the short side of the pixel electrode 112, a domain that is a region where the rotation directions of the liquid crystal molecules 301 are opposite to each other is generated, and the image quality is deteriorated.

図5は、ドメインを防止するために、画素電極112の先端を屈曲させ、かつ、3角形状に尖らせた形状としたものである。図5の画素電極112の先端部分においても、電界によって液晶分子301が再配向する方向は、矢印で示すように時計回りである。したがって、図5の形状であれば、画素電極112の先端においても、ドメインの発生を抑えることができる。   FIG. 5 shows a shape in which the tip of the pixel electrode 112 is bent and sharpened in a triangular shape in order to prevent a domain. Also in the tip portion of the pixel electrode 112 in FIG. 5, the direction in which the liquid crystal molecules 301 are reoriented by the electric field is clockwise as indicated by an arrow. Therefore, with the shape of FIG. 5, the occurrence of domains can be suppressed even at the tip of the pixel electrode 112.

しかし、図5は画素電極112を理想的にパターニングできた場合である。実際には、パターニングした後は、画素電極112の先端は、図6に示すように、なまって、丸くなる。図6において、画素電極112の先端の電界は、画素電極112の接線と直角方向に発生する。この部分においては、図6に示すように、液晶分子301を反時計回りに回転させるような電界が発生する。一方、画素電極112の先端以外の部分では、液晶分子301は時計回りに回転するので、画素電極112の先端付近にドメインが発生することになる。図6の画素電極112で発生するドメインの範囲は、図4の画素電極112で発生するドメインの範囲よりは小さい。しかし、ドメインは、周囲の液晶の配列に影響を及ぼすので、ドメインの影響は、電界の向きが不規則になる領域よりも広い範囲にわたる。   However, FIG. 5 shows a case where the pixel electrode 112 can be ideally patterned. Actually, after patterning, the tip of the pixel electrode 112 is rounded and rounded as shown in FIG. In FIG. 6, the electric field at the tip of the pixel electrode 112 is generated in a direction perpendicular to the tangent line of the pixel electrode 112. In this portion, as shown in FIG. 6, an electric field is generated that rotates the liquid crystal molecules 301 counterclockwise. On the other hand, in a portion other than the tip of the pixel electrode 112, the liquid crystal molecules 301 rotate clockwise, so that a domain is generated near the tip of the pixel electrode 112. The domain range generated in the pixel electrode 112 in FIG. 6 is smaller than the domain range generated in the pixel electrode 112 in FIG. However, since the domain affects the alignment of the surrounding liquid crystal, the domain influence covers a wider range than the region where the direction of the electric field becomes irregular.

本発明は、図7に示すように、柱状スペーサ30を平面で見て、画素電極112の先端と重畳させ、液晶分子301を逆回転させる領域には、液晶分子301を存在させないようにすることによって、ドメインの発生を防止するものである。   In the present invention, as shown in FIG. 7, the columnar spacer 30 is seen in a plan view, overlapped with the tip of the pixel electrode 112, and the liquid crystal molecules 301 do not exist in the region where the liquid crystal molecules 301 are reversely rotated. Prevents the occurrence of a domain.

図7において、柱状スペーサ30が存在することにより、液晶分子301の初期配向が乱されることによって液晶分子の回転の方向に影響が生ずる場合もあるが、この影響は軽微である。また、図7は、柱状スペーサ30の平面が円の場合であるが、他の形状であってもよい。この場合、柱状スペーサ30の存在による液晶分子301の初期配向の乱れと液晶分子301の回転方向の兼ね合いで柱状スペーサ30の平面形状を決める必要がある。   In FIG. 7, the presence of the columnar spacer 30 may disturb the initial alignment of the liquid crystal molecules 301, thereby affecting the direction of rotation of the liquid crystal molecules, but this effect is slight. FIG. 7 shows a case where the plane of the columnar spacer 30 is a circle, but other shapes may be used. In this case, it is necessary to determine the planar shape of the columnar spacer 30 based on the balance between the initial alignment of the liquid crystal molecules 301 due to the presence of the columnar spacers 30 and the rotation direction of the liquid crystal molecules 301.

以上のように、本実施例によれば、画素電極112の先端部が柱状スペーサ30と重畳しているため、逆回転する液晶分子が殆ど存在しなくなるので、ドメインの発生を抑えることが出来、高精細となっても、高画質の液晶表示装置を実現することができる。   As described above, according to the present embodiment, since the tip end portion of the pixel electrode 112 overlaps the columnar spacer 30, there is almost no liquid crystal molecule that rotates in the reverse direction. Even with high definition, a high-quality liquid crystal display device can be realized.

図8は、本発明の第2の実施例を示す画素部の平面図である。図8の特徴は、平面で見て、画素電極112のコンタクト部1121が柱状スペーサ30と重畳していることである。これによって、画素電極112のコンタクト部1121付近におけるドメインの発生を防止することができる。図8のその他の構成は、実施例1の図2と同じである。   FIG. 8 is a plan view of a pixel portion showing a second embodiment of the present invention. The feature of FIG. 8 is that the contact portion 1121 of the pixel electrode 112 overlaps the columnar spacer 30 when viewed in plan. As a result, the occurrence of a domain in the vicinity of the contact portion 1121 of the pixel electrode 112 can be prevented. The other configurations in FIG. 8 are the same as those in FIG. 2 of the first embodiment.

図9は、本実施例における画素電極112と柱状スペーサ30の関係を示す平面図である。図9において、画素電極112における、櫛歯電極のコンタクト部に対するつけ根1123付近は、平面で見て、柱状スペーサ30と重畳している。つけ根1123付近は、液晶分子301が反時計周りに回転する領域が存在しやすいので、この領域に柱状スペーサ30を配置することによって、この領域から液晶分子301を排除し、逆回転する液晶分子301を大幅に低減したものである。なお、図9において、画素電極112の右側肩部は傾斜となっており、液晶の逆回転が発生じづらい構成となっている。   FIG. 9 is a plan view showing the relationship between the pixel electrode 112 and the columnar spacer 30 in this embodiment. In FIG. 9, the vicinity of the root 1123 of the pixel electrode 112 with respect to the contact portion of the comb electrode overlaps with the columnar spacer 30 when seen in a plan view. In the vicinity of the root 1123, there is a region where the liquid crystal molecules 301 rotate counterclockwise. Therefore, by disposing the columnar spacer 30 in this region, the liquid crystal molecules 301 are excluded from this region, and the liquid crystal molecules 301 that rotate in the reverse direction. Is greatly reduced. In FIG. 9, the right shoulder of the pixel electrode 112 is inclined so that it is difficult for reverse rotation of the liquid crystal to occur.

図10は、本実施例における画素電極112と柱状スペーサ30の関係の他の形態を示す平面図である。図10において、画素電極112の櫛歯電極のつけ根1123とコンタクト部1121のコーナー部1122は、平面で見て、柱状スペーサ30と重畳した構成となっている。   FIG. 10 is a plan view showing another form of the relationship between the pixel electrode 112 and the columnar spacer 30 in the present embodiment. In FIG. 10, a comb electrode base 1123 of the pixel electrode 112 and a corner portion 1122 of the contact portion 1121 are configured to overlap the columnar spacer 30 when seen in a plan view.

図10において、液晶分子301の初期配向方向は、矢印ALで記しているが、初期配向がこのような方向であると、画素電極112の左側のコンタクト部1121付近においてドメインが発生しやすい。本実施例は、平面で見て、柱状スペーサ30を画素電極112のコンタクト部の肩部1122付近とつけ根部1123付近に重畳して配置することによって、この領域における液晶分子301を排除し、ドメインの発生を防止している。   In FIG. 10, the initial alignment direction of the liquid crystal molecules 301 is indicated by an arrow AL. However, when the initial alignment is such a direction, a domain is likely to be generated near the contact portion 1121 on the left side of the pixel electrode 112. In this embodiment, when viewed in a plan view, the columnar spacers 30 are arranged so as to overlap with the vicinity of the shoulder portion 1122 and the base portion 1123 of the contact portion of the pixel electrode 112, thereby eliminating the liquid crystal molecules 301 in this region. Is prevented.

このように、本実施例によれば、画素電極のコンタクト部付近におけるドメインの発生を抑えることができるので、高精細となっても、高画質の液晶表示装置を実現することができる。   As described above, according to this embodiment, since the generation of domains in the vicinity of the contact portion of the pixel electrode can be suppressed, a high-quality liquid crystal display device can be realized even when the resolution is high.

実施例1の構成と実施例2の構成を併用することによって、画素電極の先端部におけるドメイン発生と画素電極のコンタクト部付近におけるドメイン発生の両方を抑制することができる。しかし、柱状スペーサを画素電極と平面で見て重複させると、画素の透過率を低減させる。したがって、透過率とコントラストの兼ね合いによって、柱状スペーサを画素電極と重畳させる範囲を決めることになる。なお、柱状スペーサは、TFT基板側に形成しても、対向基板の側に形成してもよい。
以上では、平面状のコモン電極の上に、層間絶縁膜を介して、櫛歯電極を有する画素電極が配置している構成について、本発明を説明した。しかし、平面状の画素電極の上に層間絶縁膜を介してスリットを有するコモン電極が形成されている場合にも、同様な動作をさせることができる。この場合の、コモン電極に形成されたスリットも、画素のサイズが小さくなると、画素当たり1本のスリットしか形成することが出来なくなる。
By using both the configuration of the first embodiment and the configuration of the second embodiment, it is possible to suppress both domain generation at the tip portion of the pixel electrode and domain generation near the contact portion of the pixel electrode. However, if the columnar spacer is overlapped with the pixel electrode when seen in a plane, the transmittance of the pixel is reduced. Therefore, the range in which the columnar spacer is overlapped with the pixel electrode is determined by the balance between the transmittance and the contrast. Note that the columnar spacer may be formed on the TFT substrate side or on the counter substrate side.
In the above description, the present invention has been described with respect to the configuration in which the pixel electrode having the comb electrode is disposed on the planar common electrode via the interlayer insulating film. However, the same operation can be performed when a common electrode having a slit is formed on a planar pixel electrode through an interlayer insulating film. In this case, as for the slits formed in the common electrode, if the pixel size is reduced, only one slit can be formed per pixel.

この場合、上層のコモン電極に形成されるスリットに対して、実施例1で示したような構成とすることによって、本発明を適用することができる。すなわち、画素におけるコモン電極のスリットの先端を屈曲させるとともに、端部に近づくにしたがって、幅が狭くなるようにする。そして、スリットの先端を、平面で見て、柱状スペーサと重畳させることによって、コモン電極のスリット先端付近における液晶分子の逆回転を抑えることができる。   In this case, the present invention can be applied to the slit formed in the upper common electrode by adopting the configuration shown in the first embodiment. That is, the tip of the slit of the common electrode in the pixel is bent, and the width is narrowed as the end is approached. Then, the rotation of the liquid crystal molecules in the vicinity of the slit tip of the common electrode can be suppressed by overlapping the column tip spacer with the columnar spacer as viewed from the top.

なお、画素電極の先端あるいは、コモン電極のスリットの先端を3角形状に尖った形にするように設計しても、実際の形は、図7に示すように、先端が丸くなる。すなわち、実際の画素電極、または、コモン電極のスリットは、先端が端部に向かって除々に細くなる構成となる。   Even if the tip of the pixel electrode or the slit of the common electrode is designed to be a triangular shape, the actual shape is rounded as shown in FIG. That is, the actual pixel electrode or the slit of the common electrode has a configuration in which the tip gradually becomes thinner toward the end.

また、以上の説明における図は、柱状スペーサの平面は円であるとしているが、液晶分子に対して、逆回転を生じさせないような平面形状であれば、柱状スペーサの平面形状は、矩形でも、楕円でもかまわない。また、以上の説明では、画素電極は先端が屈曲し、端部に向かって除々し幅が狭くなるような構成であるとしたが、画素電極の先端形状はこの形状に限らない。但し、画素電極の先端が、ドメインが発生しづらい形状であれば、柱状スペーサと画素電極との重畳する面積を小さくすることができるので、柱状スペーサが画素内に存在することによる輝度の低下を防止することができる。コモン電極に形成されたスリットの形状についても同様である。   Further, in the drawings in the above description, the plane of the columnar spacer is assumed to be a circle, but the plane shape of the columnar spacer may be rectangular as long as it is a plane shape that does not cause reverse rotation with respect to the liquid crystal molecules. An ellipse may be used. In the above description, the pixel electrode has a configuration in which the tip is bent and gradually decreases toward the end, but the tip shape of the pixel electrode is not limited to this shape. However, if the tip of the pixel electrode has a shape in which it is difficult for a domain to occur, the overlapping area between the columnar spacer and the pixel electrode can be reduced, so that the luminance is reduced due to the presence of the columnar spacer in the pixel. Can be prevented. The same applies to the shape of the slit formed in the common electrode.

10…走査線、 20…映像信号線、 30…柱状スペーサ、 100…TFT基板、 101…第1下地膜、 102…第2下地膜、 103…半導体層、 104…ゲート絶縁膜、 105…ゲート電極、 106…第1層間絶縁膜、 107…コンタクト電極、 108…無機パッシベーション膜、 109…有機パッシベーション膜、 110…コモン電極、 111…第2層間絶縁膜、 112…画素電極、 113…配向膜、 120…第1スルーホール、 130…第2スルーホール、 140…第3スルーホール、 200…対向基板、 201…カラーフィルタ、 202…ブラックマトリクス、 203…オーバーコート膜、 300…液晶層、 301…液晶分子、 1121…画素電極コンタクト部、 1122…コンタクト部のコーナー部、 1123…櫛歯電極つけ根、 AL…配向方向、 D…ドレイン部、S…ソース部   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Scanning line, 20 ... Video signal line, 30 ... Columnar spacer, 100 ... TFT substrate, 101 ... 1st base film, 102 ... 2nd base film, 103 ... Semiconductor layer, 104 ... Gate insulating film, 105 ... Gate electrode 106: first interlayer insulating film, 107: contact electrode, 108: inorganic passivation film, 109: organic passivation film, 110: common electrode, 111: second interlayer insulating film, 112: pixel electrode, 113: alignment film, 120 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1st through hole, 130 ... 2nd through hole, 140 ... 3rd through hole, 200 ... Opposite substrate, 201 ... Color filter, 202 ... Black matrix, 203 ... Overcoat film, 300 ... Liquid crystal layer, 301 ... Liquid crystal molecule 1121... Pixel electrode contact portion 1122. Over unit, 1123 ... comb electrodes root, AL ... orientation, D ... drain unit, S ... source unit

Claims (7)

画素電極とTFTを有する画素がマトリクス状に形成され、対向基板との間に液晶が挟持された液晶表示装置であって、
前記画素において、平面状に形成されたコモン電極の上に層間絶縁膜が形成され、その上に画素電極が形成され、
前記TFT基板と前記対向基板の間隔は、柱状スペーサによって規定され、
前記画素電極は、1本の櫛歯状電極とコンタクト部を有し、前記櫛歯状電極の先端は、平面で見て、前記柱状スペーサと重畳していることを特徴とする液晶表示装置。
A liquid crystal display device in which pixels having pixel electrodes and TFTs are formed in a matrix and liquid crystal is sandwiched between a counter substrate,
In the pixel, an interlayer insulating film is formed on a common electrode formed in a planar shape, and a pixel electrode is formed thereon,
The distance between the TFT substrate and the counter substrate is defined by a columnar spacer,
The pixel electrode has one comb-like electrode and a contact portion, and the tip of the comb-like electrode overlaps with the columnar spacer when seen in a plan view.
前記画素電極の前記櫛歯状電極の先端は屈曲し、幅が端部に向かって除々に狭くなっていることを特徴とする請求項1に記載の液晶表示装置。   The liquid crystal display device according to claim 1, wherein a tip of the comb-like electrode of the pixel electrode is bent and a width gradually decreases toward an end portion. 画素電極とTFTを有する画素がマトリクス状に形成され、対向基板との間に液晶が挟持された液晶表示装置であって、
前記画素において、平面状に形成されたコモン電極の上に層間絶縁膜が形成され、その上に画素電極が形成され、
前記TFT基板と前記対向基板の間隔は、柱状スペーサによって規定され、
前記画素電極は、1本の櫛歯状電極とコンタクト部を有し、前記櫛歯状電極の前記コンタクト部は、平面で見て、前記柱状スペーサと重畳していることを特徴とする液晶表示装置。
A liquid crystal display device in which pixels having pixel electrodes and TFTs are formed in a matrix and liquid crystal is sandwiched between a counter substrate,
In the pixel, an interlayer insulating film is formed on a common electrode formed in a planar shape, and a pixel electrode is formed thereon,
The distance between the TFT substrate and the counter substrate is defined by a columnar spacer,
The pixel electrode has one comb-like electrode and a contact portion, and the contact portion of the comb-like electrode overlaps with the columnar spacer when seen in a plan view. apparatus.
前記コンタクト部に対する前記櫛歯状電極のつけ根は、平面で見て前記柱状スペーサと重畳していることを特徴とする請求項3に記載の液晶表示装置。   The liquid crystal display device according to claim 3, wherein a base of the comb-like electrode with respect to the contact portion overlaps with the columnar spacer when seen in a plan view. 前記コンタクト部はコーナー部を有し、平面で見て前記コーナー部は、前記柱状スペーサと重畳していることを特徴とする請求項3に記載の液晶表示装置。   The liquid crystal display device according to claim 3, wherein the contact portion has a corner portion, and the corner portion overlaps with the columnar spacer when seen in a plan view. 画素電極とTFTを有する画素がマトリクス状に形成され、対向基板との間に液晶が挟持された液晶表示装置であって、
前記画素において、平面状に形成された画素電極の上に層間絶縁膜が形成され、その上にスリットを有するコモン電極が形成され、
前記TFT基板と前記対向基板の間隔は、柱状スペーサによって規定され、
前記コモン電極の前記スリットの先端は、平面で見て、前記柱状スペーサと重畳していることを特徴とする液晶表示装置。
A liquid crystal display device in which pixels having pixel electrodes and TFTs are formed in a matrix and liquid crystal is sandwiched between a counter substrate,
In the pixel, an interlayer insulating film is formed on a pixel electrode formed in a planar shape, and a common electrode having a slit is formed thereon,
The distance between the TFT substrate and the counter substrate is defined by a columnar spacer,
The liquid crystal display device, wherein a tip of the slit of the common electrode overlaps with the columnar spacer when seen in a plan view.
前記コモン電極の前記スリットの先端は屈曲しており、端部に向かって除々に幅が狭くなる構成であることを特徴とする請求項6に記載の液晶表示装置。   The liquid crystal display device according to claim 6, wherein a tip of the slit of the common electrode is bent, and the width gradually decreases toward the end.
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102289275B1 (en) 2015-01-09 2021-08-12 삼성디스플레이 주식회사 Liquid crystal display device
CN106556951A (en) * 2015-09-30 2017-04-05 群创光电股份有限公司 Display device
CN111273494B (en) * 2020-03-27 2022-07-12 武汉华星光电技术有限公司 Array substrate and display device
CN114063353B (en) * 2020-07-29 2023-11-28 京东方科技集团股份有限公司 Array substrate, liquid crystal display panel and liquid crystal display device

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014109777A (en) * 2012-11-30 2014-06-12 Samsung Display Co Ltd Liquid crystal display device
US20140192307A1 (en) * 2013-01-10 2014-07-10 Samsung Display Co., Ltd. Display device

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3339456B2 (en) * 1999-03-26 2002-10-28 日本電気株式会社 Liquid crystal display
US20050015840A1 (en) * 2003-07-25 2005-01-27 Biggerstaff James M. Forearm sun protection garment
JP2005173037A (en) * 2003-12-09 2005-06-30 Fujitsu Display Technologies Corp Liquid crystal display device and its manufacturing method
WO2008038686A1 (en) 2006-09-29 2008-04-03 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device
TWI749283B (en) * 2008-11-28 2021-12-11 日商半導體能源研究所股份有限公司 Liquid crystal display device
US8395740B2 (en) * 2009-01-30 2013-03-12 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Liquid crystal display device having blue phase liquid crystal and particular electrode arrangement
JP5048742B2 (en) * 2009-11-06 2012-10-17 株式会社ジャパンディスプレイイースト Liquid crystal display
JP5875001B2 (en) * 2012-03-14 2016-03-02 Nltテクノロジー株式会社 Horizontal electric field type liquid crystal display device
JP6116220B2 (en) * 2012-12-12 2017-04-19 三菱電機株式会社 LCD panel

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014109777A (en) * 2012-11-30 2014-06-12 Samsung Display Co Ltd Liquid crystal display device
US20140192307A1 (en) * 2013-01-10 2014-07-10 Samsung Display Co., Ltd. Display device

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